Primjena skenirajuće elektronske mikroskopije
Skenirajući elektronski mikroskop je multifunkcionalni instrument sa brojnim vrhunskim svojstvima i najšire korišten instrument. Može izvršiti sljedeće osnovne analize:
the
(1) Posmatranje i analiza trodimenzionalnog oblika;
the
(2) Uz posmatranje morfologije vrši se analiza sastava mikropodručja.
the
① Promatrajte nanomaterijale. Takozvani nanomaterijali se odnose na čvrste materijale dobijene pritiskom čestica ili kristalita koji čine materijale u opsegu od 0.1 do 100 nm i održavanjem površine čistom. Nanomaterijali imaju mnoga jedinstvena fizička i hemijska svojstva koja se razlikuju od kristalnih i amorfnih stanja. Nanomaterijali imaju široke razvojne perspektive i postaće ključni pravac budućih istraživanja materijala. Važna karakteristika skenirajuće elektronske mikroskopije je njena visoka rezolucija, koja se naširoko koristi za posmatranje nanomaterijala.
the
② Analizirajte lom materijala. Još jedna važna karakteristika skenirajućeg elektronskog mikroskopa je da je dubina polja velika i slika puna trodimenzionalnosti. Dubina fokusa skenirajućeg elektronskog mikroskopa je 10 puta veća od one kod transmisionog elektronskog mikroskopa i stotine puta veća od one kod optičkog mikroskopa. Zbog velike dubine polja slike, dobijena skenirana elektronska slika ima trodimenzionalni oblik i može pružiti mnogo više informacija od drugih mikroskopa. Ova karakteristika je veoma vrijedna za korisnike. Morfologija loma prikazana skenirajućim elektronskim mikroskopom predstavlja suštinu loma materijala iz perspektive dubokog nivoa i velike dubine polja. Ima nezamjenjivu ulogu u nastavi, naučnom istraživanju i proizvodnji. Aspekti kao što je određivanje racionalnosti su moćno oruđe.
the
③ direktno posmatrajte originalnu površinu velikog uzorka. Može direktno posmatrati uzorke prečnika 100 mm, visine 50 mm ili veće veličine, bez ikakvih ograničenja u obliku uzorka, a mogu se uočiti i grube površine, što štedi muku pripreme uzoraka i zaista može posmatrajte uzorke Kontrast različitih komponenti materijala samog uzorka (slika povratne refleksije elektrona).
the
④ Promatrajte debeli uzorak. Kada se posmatraju debeli uzorci, može dobiti visoku rezoluciju i najrealističniji oblik. Rezolucija skenirajuće elektronske mikroskopije je između svjetlosne i transmisijske elektronske mikroskopije. Međutim, kada se uporedi promatranje debelih uzoraka, jer se metoda laminacije još uvijek koristi u transmisijskom elektronskom mikroskopu, a rezolucija laminacije može doseći samo 10 nm, a promatranje nije sam uzorak, stoga koristite skenirajuću elektronsku mikroskopiju je korisniji za promatranje debelih uzoraka i može dobiti više stvarnih informacija o površini uzorka.
the
⑤ Obratite pažnju na detalje svake oblasti uzorka. Opseg kretanja uzorka u komori za uzorke je veoma velik. Radna udaljenost drugih mikroskopa je obično samo 2 do 3 cm, tako da je u stvari samo uzorak dozvoljeno da se kreće u dvodimenzionalnom prostoru. Ali to je drugačije u skenirajućem elektronskom mikroskopu, zbog velike radne udaljenosti (može biti veće od 20 mm), velike dubine fokusa (10 puta veće od transmisionog elektronskog mikroskopa) i velikog prostora komore za uzorke, stoga se uzorak može smjestiti u trodimenzionalni prostor Postoji 6 stupnjeva slobode u kretanju (tj. trodimenzionalna translacija prostora, trodimenzionalna rotacija prostora), a raspon kretanja je velik, što donosi veliku pogodnost na posmatranje detalja svake oblasti uzorka nepravilnog oblika.
the
⑥Uzorak posmatrajte pod velikim vidnim poljem i malim uvećanjem. Vidno polje uzorka posmatrano skenirajućim elektronskim mikroskopom je veliko. U skenirajućem elektronskom mikroskopu, vidno polje F koje može posmatrati uzorak u isto vrijeme je određeno sljedećom formulom: F=L/M
the
U formuli, F——opseg vidnog polja;
the
M - uvećanje pri posmatranju;
L——Veličina ekrana slikovne cijevi.
Ako skenirajući elektronski mikroskop koristi cijev sa slikom od 30 cm (12 inča), kada je uvećanje 15 puta, njegovo vidno polje može doseći 20 mm. Veliko vidno polje i malo uvećanje za posmatranje topografije uzoraka neophodni su za neka polja, kao što su kriminalistička istraga i arheologija.
⑦ Sprovedite kontinuirano posmatranje od velikog do malog povećanja. Promjenjivi raspon uvećanja je vrlo širok i nema potrebe da se često fokusirate. Opseg uvećanja skenirajućeg elektronskog mikroskopa je veoma širok (od 50,000 do 200,000 puta kontinuirano podesiv), a nakon jednokratnog fokusiranja može se kontinuirano posmatrati od velikog do malog povećanja, i od malog povećanja do velikog povećanja bez ponovnog fokusiranja. Analiza je posebno pogodna.
⑧ Posmatranje bioloških uzoraka. Stepen oštećenja i kontaminacije uzorka zbog zračenja elektrona je vrlo mali. U poređenju sa drugim elektronskim mikroskopima, pošto je struja elektronske sonde koja se koristi za posmatranje mala (obično oko 10 -10 ~ 10 -12A), veličina tačke snopa elektronske sonde je mala (obično 5 nm do desetine nanometara), i elektrona. Energija sonde je također relativno mala (napon ubrzanja može biti i do 2 kV), a uzorak se ne ozrači u fiksnoj tački, već se ozrači rasterskim skeniranjem, pa oštećenje i kontaminacija uzorka nastaju zbog elektronskog zračenja Vrlo mala, što je posebno važno za posmatranje nekih bioloških uzoraka.
⑨ Sprovesti dinamičko posmatranje. U skenirajućem elektronskom mikroskopu, slikovne informacije su uglavnom elektronske informacije. Prema tehničkom nivou moderne elektronske industrije, čak i elektronske informacije koje se menjaju velikom brzinom mogu se bez poteškoća primiti, obraditi i pohraniti na vreme, pa se mogu sprovesti neka dinamička posmatranja procesa. Ako su dodaci kao što su grijanje, hlađenje, savijanje, istezanje i ionsko jetkanje ugrađeni u komoru za uzorke, proces dinamičke promjene kao što je fazni prijelaz i lom može se promatrati preko TV uređaja. 10 Dobijte različite informacije iz topografije površine uzorka. U skenirajućem elektronskom mikroskopu, ne samo da može koristiti upadne elektrone za interakciju s uzorkom za generiranje različitih informacija za snimanje, već također može dobiti različite posebne metode prikaza za slike putem metoda obrade signala, a također može dobiti informacije s površine morfologija uzorka. Dobijte razne informacije. Budući da se skenirajuća elektronska slika ne snima istovremeno, ona se razlaže na skoro milion komada i snima uzastopno, tako da skenirajući elektronski mikroskop može ne samo da posmatra morfologiju površine, već i analizira sastav i elemente, a kroz obrazac elektronskog kanala. Za kristalografsku analizu, odabrana veličina površine može biti od 10μm do 2μm.
Zbog gore navedenih karakteristika i funkcija skenirajućeg elektronskog mikroskopa, naučni istraživači mu posvećuju sve više pažnje i sve više se koristi. Skenirajući elektronski mikroskopi se široko koriste u nauci o materijalima (metalni materijali, nemetalni materijali, nanomaterijali), metalurgiji, biologiji, medicini, poluvodičkim materijalima i uređajima, geološkim istraživanjima, kontroli štetočina, identifikaciji katastrofa (požar, analiza kvarova), kriminalističkom izviđanju , identifikacija dragulja, identifikacija kvaliteta proizvoda i kontrola proizvodnog procesa u industrijskoj proizvodnji itd.
